一种用于更多电动飞机的容错型交流-直流转换器

《IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics》：A Fault-Tolerant AC-DC Converter for More Electric Aircraft

提出一种并联连接48脉冲整流器（PC48PR），通过优化两个12脉冲zig-zag自耦变压器的IPR变比，结合四个六脉冲整流桥和两种脉冲倍增电路（PDC1采用IPR和两个二极管，PDC2采用带抽头IPR和二极管），消除零序变压器需求，实现低谐波 distortion的 sinusoidal电流输出，满足航空DO-160G标准，并提升系统可靠性和适应性。

　　

摘要：

本文提出了一种并联连接的48脉冲整流器（PC48PR），旨在满足现代航空应用对电力质量的严格要求。该整流器由两个并联连接的12脉冲之字形自耦变压器（12PZZ-ATR）、四个6脉冲二极管桥式整流器（DBR）以及两个脉冲倍增电路（PDC）组成。PDC1采用了一个相位间电抗器（IPR）和两个二极管，而PDC2则采用了一个带抽头的IPR和两个二极管。通过优化PDC1和PDC2中IPR的匝数比，分析了PC48PR的工作原理和谐波性能。值得注意的是，由于12PZZ-ATR本身具备抑制零序分量的能力，因此该设计无需使用零序阻断变压器（ZSBT）。PC48PR能够产生正弦波形的供电电流，并显著降低谐波失真，符合DO-160G电力质量标准。其并联结构不仅实现了48脉冲工作模式，还提高了可靠性、容错性和适应性，适用于飞机电源和地面电源单元。仿真和实验结果验证了理论分析的正确性，证明了其在抑制谐波和高效运行方面的优越性能。进一步的详细对比研究进一步展示了PC48PR在降低供电电流失真和提升整体性能方面的优势，使其成为航空航天电力系统的理想解决方案。